CN105604126A - 利用阳光的供水系统 - Google Patents

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Abstract

所提出的利用阳光的供水系统通过设有用于存储由太阳能电池生成的而在运行电机之后剩余的电流的存储单元，以在之后使用该存储的电流，而具有提高能源效率的技术效果。

Description

利用阳光的供水系统
技术领域
本发明涉及一种利用阳光的供水系统，并且特别地，涉及一种持续利用供水泵而不考虑来自太阳的阳光的量的利用阳光的供水系统。
背景技术
一般的，可通过多个步骤生成太阳能，其包括通过太阳能电池板收集太阳能，当由收集的太阳能而在太阳能电池板中引起电压差时，生成直流电(DC)，以及通过利用能量转换器将直流电转换为交流电(AC)。
这种太阳能的生成需要较高的设备成本，但是一旦该设备被建成，其将具有较高的能量效率，而不需要额外的燃料，同时该设备为可半永久性操作。
因此，太阳能发电系统已经被应用于工业中的各种先进技术领域，例如，将自发电供应到可靠的电力电源出故障的地方的系统。
在这些领域中，为了供应饮用水、农业用水、或者用于偏远地区畜牧业用水的太阳能发电泵的设备已建成。
用于太阳能发电的设备可以供应水，以满足利用运行交流电机的地方的需求，该交流电机由太阳能发电系统生成并转换的交流电来驱动。
图1示出了一种典型的太阳能的供水系统的示意图。
如图1所示，一种传统的利用太阳能的供水系统包括：利用聚集的阳光生成电流的太阳能电池板10，利用由太阳能电池板10生成的电流驱动泵30的控制器20，以及根据控制器20的控制来进行供水的泵30。
这种传统的利用阳光的供水系统通过包括有多个太阳能电池(图中未示出)的太阳能电池板10收集聚集的阳光生成电流；之后，控制器20通过供应太阳能电池板10生成的电流而驱动泵，从而像稻田或农场之类的地方能够通过泵提30供充足的水。
然而，传统的利用阳光的供水系统不能单独的存储太阳能电池板10生成的电流。同样的，这种系统也不能存储能量以便之后使用，运行完泵后能量就被剩下了。因此，这类太能系统存在能量效率问题。
此外，传统太阳能系统30仅可以在白天驱动泵30，特别是有大量光线时。当阳光的量相对小时，这种系统无法在夜间运行；因此，这种系统的供水时间是受限的。
发明内容
本发明被提出以用于解决现有技术的上述缺点，因此本发明公开的特定实施例的目的是提供一种能够通过稳定的驱动泵来给不同区域供应水的利用阳光的供水系统。
通过提供的供水系统解决了本发明的目的，所述供水系统包括：太阳能电池板，其被配置为通过收集聚集的阳光生成直流电(DC)；转换器，其被配置为放大并输出太阳能电池板生成的直流电；逆变器，其被配置为转换所述转换器输出的直流电,以输出交流电(AC)；控制器，其被配置为测量所述太阳能电池板生成的所述直流电的量，以当测得的直流电的量小于参考电流值时，将所述逆变器输出的交流电供应给泵，以及当测得的直流电的量大于所述参考电流值时，控制将直流电的超出所述参考电流值的部分的量存储至存储单元；所述存储单元，其被配置为根据所述控制器的控制，存储直流电的超出所述参考电流值的部分的量；以及泵，其被配置为当接收所述逆变器输出的交流电时进行供水。
优选地，但不是必须的，所述控制器被配置为将存储在所述存储单元中的直流电供应给所述逆变器，以将存储的直流电转换为交流电，并在由所述太阳能电池板生成的直流电的量下降至低于预设值时，将该交流电供应给所述泵。
本发明的另一目的通过提供的利用阳光的供水系统统解决，所述供水系统包括：太阳能电池板，其被配置为通过收集聚集的阳光生成直流电(DC)；转换器，其被配置为放大并输出所述太阳能电池板生成的直流电；逆变器，其被配置为转换所述转换器输出的直流电,以输出交流电(AC)；温度传感器，其被配置为感测空气温度；控制器，其被配置为当所述温度传感器感测的温度低于参考温度时，将所述逆变器输出的交流电供应给泵，以及当所感测到的温度高于所述参考温度时，控制将所述太阳能电池板生成的电流中的预设量存储到存储单元；存储单元，其被配置为根据所述控制器的控制，存储由所述太阳能电池板生成的直流电中的预设量；以及泵，其被配置为当接收来自所述逆变器的交流电时进行供水。
优选地，但不是必须的，所述控制器被配置为将存储在所述存储单元中的直流电供应给所述逆变器，以将存储的直流电转换为交流电，并在所述温度传感器检测的温度下降至低于预设温度时，将该交流电供应给所述泵。
如上所述，所提出的利用阳光的供水系统通过具有用于存储由太阳能电池生成但在运行电机之后剩余的电流的存储单元，以在之后使用所存储的电流，从而具有提高了能量效率的技术效果。
同样的，所提出的供水系统还有稳定驱动电机而不受到时间限制的另一技术效果，当光线的量相对小时，即使是在夜间或清晨，也能向电机提供存储的能量。
同样的，所提出的供水系统还具有通过有效的向农业产品提供水而不受时间限制，而提高了农业产量的另一技术效果。
附图说明
附图被包括以提供本发明的进一步理解，其被结合并构成了说明书的一部分，示出了示例性实施例，并与说明书一起对本发明的原理进行解释。
在附图中：
图1为示出了根据现有技术的利用阳光的供水系统的示意图；
图2为示出了根据本发明一实施例的利用阳光的供水系统的方框图；
图3为示出了根据本发明另一实施例的利用阳光的供水系统的方框图；以及
图4为示出了根据本发明一实施例的利用阳光的供水方法的流程图。
具体实施方式
下面参考示有示例性实施例的附图，对示例性实施例进行更加详细的描述。
图2为示出了根据本发明一实施例的利用阳光的供水系统的方框图。
如图2所示，该利用阳光的供水系统包括：太阳能电池板100、转换器110、逆变器120、控制器140、存储单元130以及泵150。
太阳能电池板100被配置为通过收集太阳能产生直流电(DC)。此处，根据太阳辐射的太阳能的量，太阳能电池板100通过收集聚集的阳光而生成的DC量或升或降。
转换器110被配置为放大和输出太阳能电池板100生成的DC，并将DC的电平变换成适于驱动泵150。
逆变器120被配置为将转换器110输出的DC转换为交流电(AC)，以便驱动泵150的AC电机。
控制器140被配置为测量太阳能电池板100所生成的DC的量，以便当测得的DC的量低于参考电流值(驱动安装在泵150内的AC电机的电流的最大量)时，将逆变器120输出的AC供应给泵150。
同样的，当测得的DC的量超出参考电流值时，控制器140被配置为控制将DC的超出参考电流值的部分的量存储到存储单元，同时通过逆变器120将DC的没有超出参考电流值的部分的量转换为AC，以驱动泵150的AC电机。
这里，当太阳能电池板100生成的DC的量既低于参考值又低于预设量(用于正常运行泵150的AC电机的电流的量)时，控制器140被配置为将存储在存储单元130中的存留的DC供应给逆变器120，以将存留的DC转换成AC输出以驱动用于供应水的泵150的AC电机。
存储单元130被配置为当太阳能电池板100生成的电流量超出参考值时，存储DC的超出参考电流值的部分的量；并且，泵150被配置为通过接收自逆变器120的AC(电力)的AC量，将水供应到需要水的地方。
根据本发明，当太阳能电池板100利用收集的太阳能生成电流时，本发明可利用该电流驱动泵150或者将在泵运行之后剩余的电流存储到存储单元130中，从而剩余电流可以被有效地管理。剩余的电流可以被单独的存储，且其可以在之后使用。因此，本发明提高了能量的效率。
同样的，在夜间或清晨运行泵150是困难的，因为在这些时间段阳光的量比其他时段相对少。然而，该供水系统被配置为不受时间限制地稳定地运行电机。本发明可以供应存储的能量来运行泵150以供应水，而不需考虑阳光的量。
另一方面，图3为示出了本发明的第二示例性实施例的利用阳光的供水系统的方框图。
如图3所示，根据本发明的第二示示例性实施例，供水系统包括太阳能电池板200、转换器210、逆变器220、温度传感器260、控制器240、存储单元230以及泵250。
太阳能电池板200被配置为通过收集太阳能生成直流电(DC)，以及转换器210被配置为放大并输出太阳能电池板200生成的DC，使DC符合所需的电平。
同样，逆变器220被配置为将转换器210输出的DC转换为交流电(AC)，以驱动泵250的AC电机。
温度传感器260被配置为感测空气温度，以及控制器240被配置为基于由温度传感器260所感测的温度运行泵150。
控制器240被配置为当温度传感器260所感测的温度低于参考温度时，将逆变器220输出的AC供应给泵250。控制器240还被配置为当感测到的温度高于该参考温度时，控制将超过在参考温度下生成的电流的量的电流的量存储到存储单元230。
其中，参考电流值可以根据稻田或农田的大小来设置。例如，当需要水源的土地大小为大时，将参考温度设置为高，从而设置对应于该参考温度的大量的供应电流。同样的方式，当需要水源的土地大小为小时，将参考温度设置为低，从而设置对应于该参考温度的小量的供应电流。
另外，控制器240被设置为将存储在存储单元230中的DC供应给逆变器220，以便将存储的DC转换为AC，并将AC供应给泵250，从而当空气温度降至低于参考温度和当空气温度降至低于预设温度(能够使收集的太阳能运行泵的温度)时，能够通过泵250供水。
另外，存储单元230被配置为根据控制器240的控制存储剩余电流，以及泵250被配置为在接收来自逆变器220的交流电时，将水供应给诸如稻田或农田之类的地方。
图4为示出了根据本发明一实施例的利用阳光的供水系统的详细步骤。
特别是，太阳能电池板100通过收集聚集的阳光生成直流电(DC)，并且所生成的DC被转换，以从转换器110被输出。
随后所输出的放大的电流通过逆变器120被转换成交流电，且随后所转换的AC被供应给泵150。
这里，控制器140测量太阳能电池板100生成的电流。并且，当所测得的DC的量低于参考电流值时，控制器140将生成的电流供应给逆变器120，并将其变换为交流电(AC)，且随后将该AC供应给泵150。或者，当所测得的DC的量超出参考电流值时，控制器140将超出参考值的剩余电流单独存储到存储单元130中。
另外，当太阳能电池板200生成的直流电(DC)的量低于参考值以及当该DC的量低于电流的预设量时，控制器240可以将存储在存储单元230中的直流电供应给泵150。基于此，本发明可以持续的驱动泵150，而不需考虑来自阳光的辐射的太阳能的量。
由于本发明的特征可以通过多种不脱离其特征的形式来实施，应当被理解的是，上述实施例不限于前面所描述的任何细节，除非另有规定，而是应当根据附加的权利要求所定义的范围来广泛的解释，并且由此，所有落入本权利要求书的范围和边界的变化和修改，或者该范围和边界的等同物都由此被包含在所附加的权利要求书中。

Claims (4)

1.一种利用阳光的供水系统,其包括：
太阳能电池板，其被配置为通过收集聚集的阳光生成直流电(DC)；
转换器，其被配置为放大并输出所述太阳能电池板生成的直流电；
逆变器，其被配置为转换所述转换器输出的直流电,以输出交流电(AC)；
控制器，其被配置为测量所述太阳能电池板生成的所述直流电的量，以当测得的直流电的量小于参考电流值时，将所述逆变器输出的交流电供应给泵，以及当测得的直流电的量大于所述参考电流值时，控制将直流电的超出所述参考电流值的部分的量存储至存储单元；
所述存储单元，其被配置为根据所述控制器的控制，存储所述直流电的超出所述参考电流值的部分的量；以及
泵，其被配置为当接收所述逆变器输出的交流电时进行供水。
2.根据权利要求1所述的利用阳光的供水系统，其中，所述控制器被配置为将存储在所述存储单元中的直流电供应给所述逆变器，以将存储的直流电转换为交流电，并在由所述太阳能电池板生成的直流电的量下降至低于预设值时，将该交流电供应给所述泵。
3.一种利用阳光的供水系统，其包括：
太阳能电池板，其被配置为通过收集聚集的阳光生成直流电(DC)；
转换器，其被配置为放大并输出所述太阳能电池板生成的直流电；
逆变器，其被配置为转换所述转换器输出的直流电,以输出交流电(AC)；
温度传感器，其被配置为感测空气温度；
控制器，其被配置为当所述温度传感器感测的温度低于参考温度时，将所述逆变器输出的交流电供应给泵，以及当所感测到的温度高于所述参考温度时，控制将所述太阳能电池板生成的电流中的预设量存储到存储单元；
存储单元，其被配置为根据所述控制器的控制，存储由所述太阳能电池板生成的直流电中的预设量；以及
泵，其被配置为当接收来自所述逆变器的交流电时进行供水。
4.根据权利要求3所述的利用阳光的供水系统，其中，所述控制器被配置为将存储在所述存储单元中的直流电供应给所述逆变器，以将存储的直流电转换为交流电，并在所述温度传感器检测的温度下降至低于预设温度时，将该交流电供应给所述泵。
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